【中玻網(wǎng)】國家住建部數(shù)據(jù)顯示,中國的建筑能耗約占全社會總能耗的30%。建筑能耗包括從建筑材料制造、建筑施工,到人們?nèi)粘Ｔ诮ㄖ械牟膳?、空調(diào)和照明等。從“耗能城市”向“節(jié)能城市”,甚至“產(chǎn)能城市”的轉(zhuǎn)變,也是建設(shè)智慧城市低碳發(fā)展的一大議題。

　　8月10日,銅銦鎵硒薄膜光伏建筑整體化(CIGS-BIPV)技術(shù)與應(yīng)用的研究成果,在陜西西安的光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展高峰論壇暨展覽會上,進(jìn)行了展示。該項(xiàng)目由國家能源集團(tuán)牽頭,集成了CIGS-BIPV整體化裝配技術(shù)、光伏光熱太陽能綜合利用、直流電供電系統(tǒng)、智能樓控系統(tǒng)四大創(chuàng)新點(diǎn)。

　　銅銦鎵硒薄膜光伏發(fā)電是指,利用銅銦鎵硒薄膜(CIGS)太陽能電池,將光能轉(zhuǎn)換成電能。CIGS太陽能電池是吸收層由銅(Cu)、銦(In)、鎵(Ga)、硒(Se)四種元素,按照比例構(gòu)成的結(jié)晶薄膜太陽能電池。

　　國家能源投入資金集團(tuán)有限責(zé)任公司于2017年8月成立,由中國國電集團(tuán)公司與神華集團(tuán)有限責(zé)任公司合并重組而成,是目前世界的煤炭生產(chǎn)、火力發(fā)電和可更新能源發(fā)電生產(chǎn)公司。

　　本次在陜西西安展示的CIGS-BIPV展示單元,長6.6米,寬4米,高3.7米,建筑面積為26.15平方米,相當(dāng)于模擬一個(gè)小型居住單元,共裝有90塊光伏組件。國家能源集團(tuán)相關(guān)負(fù)責(zé)人表示,該單元實(shí)際使用的CIGS轉(zhuǎn)換效率為14.2%。在西安的日照條件下,該展示單元1天大約能發(fā)15度電。

　　CIGS-BIPV展示單元文閔圖

　　“當(dāng)前(CIGS)太陽能電池,在實(shí)驗(yàn)室的很高轉(zhuǎn)換效率紀(jì)錄為22.9%?！眹夷茉醇瘓F(tuán)綠色能源與建筑研究中心湯洋博士表示。

　　薄膜太陽能電池具有層級結(jié)構(gòu),襯底一般是玻璃,玻璃之上再分別沉積銅銦鎵硒吸收層、硫化鎘緩沖層、氧化鋅窗口層等多層薄膜,上層蓋板玻璃,因此在與建筑的整體化上具有先天的優(yōu)勢。傳統(tǒng)的太陽能光伏板與建筑是分離式的,先有玻璃幕墻,再貼太陽能電池板。而CIGS-BIPV則意味著太陽能電池板本身就是一個(gè)可以發(fā)電的玻璃幕墻,同時(shí)滿足建筑墻體應(yīng)達(dá)到的抗震、抗腐蝕、抗風(fēng)的指標(biāo)。

　　湯洋介紹,在三種實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化的薄膜太陽能電池中,非晶體硅薄膜太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率只有10%以下,且衰減性非常大,正處于市場退出狀態(tài)。

　　“未來比較有潛力的薄膜太陽能電池就是碲化鎘和銅銦鎵硒?！睖蟊硎尽?/p>

　　而這兩種薄膜太陽能電池用到的原料中,碲(Te)、銦、鎵、硒均為稀有分散元素,在地殼中豐度較低,在自然界中不形成單獨(dú)礦物,而是以雜質(zhì)狀態(tài)分散于其他元素的礦物中。

　　CIGS太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率居各種薄膜太陽能電池之首,超過14%,接近晶體硅太陽能電池;成本則是晶體硅電池的三分之一。湯洋介紹,目前市場主流的晶硅太陽能電池,采用的是切拼工藝。即加熱融化無規(guī)則晶體硅塊,生成原子排列有序的硅錠后,切成一塊塊電池板,利用鍍錫焊帶將每塊電池板連起來。而第二代的薄膜電池,則可以利用鍍膜技術(shù)讓材料直接“長”在玻璃上,大大降低了生產(chǎn)成本。

　　此外,薄膜電池不會產(chǎn)生晶硅類電池很難克服的光致衰退效應(yīng),使用壽命可長達(dá)30年以上;同時(shí)弱光性較晶體硅電池更好。

　　“同樣標(biāo)定的轉(zhuǎn)換效率,CIGS太陽能電池的發(fā)電量比單晶硅、多晶硅太陽能電池要高得多。”國家能源集團(tuán)總經(jīng)理凌文介紹。

　　凌文表示,CIGS太陽能電池可以廣泛應(yīng)用于邊遠(yuǎn)山區(qū)和海島的單獨(dú)電站、農(nóng)光互補(bǔ)、漁光互補(bǔ)等準(zhǔn)確扶貧項(xiàng)目、光伏建筑整體化(BIPV)和大型地面光伏電站等領(lǐng)域。

　　由于邊遠(yuǎn)山區(qū)和海島的自然條件更為苛刻,凌文提出下一步CIGS太陽能電池的目標(biāo)不是馬上市場化,而是“抗風(fēng)的強(qiáng)度、抗腐蝕的強(qiáng)度,要做上去”。

　　“五年以后的光伏板跟現(xiàn)在比,成本將大幅下降,效率還將大幅提升。”凌文表示,現(xiàn)在的任務(wù)就是繼續(xù)投入研發(fā),研究如何提效率高率并降低成本。

　　2018年1月,神華集團(tuán)、上海電氣和德國光伏設(shè)備制造商Manz AG共同出資,正式開始建設(shè)重慶神華薄膜太陽能項(xiàng)目,設(shè)計(jì)年產(chǎn)能為306MW。湯洋表示,等該工廠建起來并實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化之后,CIGS太陽能電池的成本會更有競爭力。